[发明专利]一种波浪能发电装置电能变换系统和控制方法

说明书

本申请公开了一种波浪能发电装置电能变换系统和控制方法，电能变换系统控制器从海岛微电网获得调度指令，通过对液压马达、整流器、并网逆变器和锂电池储能装置进行协同控制，实现整个电能变换系统在发电期间内的功率匹配及电压稳定，有效地提高了波浪能发电装置电能变换系统的能量转换过程的可控性、电能输出的稳定性和可控性。

技术领域

本申请涉及波浪能发电技术领域，尤其涉及一种波浪能发电装置电能变换系统和控制方法。

背景技术

波浪能是海洋能中的其中一种，其由海洋表面的波浪运动所产生，由波动水中质点运动产生的动能和波面相对平均水面的垂直位移所具有的势能所构成。利用波浪能发电可部分替代深远海域海岛的柴油发电，为海岛提供可再生的清洁电能，助力深远海海岛开发建设。

波浪是一种随机发生的周期性运动，因此波浪能发电存在着很强的间歇性和不稳定性。为实现电能与波浪能的随机性和间歇性的解耦，波浪能发电装置通常在波浪能-电能转换过程中增加液压蓄能环节，形成了液压能量转换系统。在目前的采用波浪能-液压能-电能转换环节的波浪能发电装置中，更注重于发电装置的系统可靠性和对恶劣海洋环境的适应性，而能量转换系统各级的自动控制技术还有待提高，尤其是波浪能发电装置电能变换系统的能量转换过程的可控性、电能输出的稳定性和可控性需进一步提高。

发明内容

本申请提供了一种波浪能发电装置电能变换系统和控制方法，用于有效提高波浪能发电装置电能变换系统的能量转换过程的可控性、电能输出的稳定性和可控性。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种波浪能发电装置电能变换系统，包括液压蓄能装置、液压马达组、发电机组、整流器组、并网逆变器、升压变压器、锂电池储能装置和电能变换系统控制器；

所述液压蓄能装置通过液压母管连接所述液压马达组，所述液压马达组的液压马达与所述发电机组的发电机一一对应连接，所述发电机组的发电机与所述整流器组的整流器一一对应连接，所述整流器组通过直流母线连接所述并网逆变器，所述并网逆变器连接所述升压变压器，所述升压变压器的高压侧通过海底电缆连接海岛微电网，所述锂电池储能装置的输入端与所述直流母线连接，输出端与所述升压变压器的低压侧连接；

所述电能变换系统控制器用于接收所述海岛微电网的电网调度系统发送的调度指令，实时获取所述液压蓄能装置的液压值，当所述液压值达到阈值后，控制所述液压马达启动，带动所述发电机发电，对所述直流母线的电压进行监测，对所述整流器的直流输出电压进行调控，使得所述直流母线的电压维持稳定；

所述电能变换系统控制器还用于监测所述升压变压器的低压侧电压，根据所述低压侧电压控制所述并网逆变器的输出电压，使得交流电压维持稳定；

所述电能变换系统控制器还用于在所述发电机组发出的电能不足时，控制所述锂电池储能装置的锂电池组放电，协同所述并网逆变器维持交流电压稳定，当所述发电机组发出的电能多余时，控制所述锂电池储能装置的锂电池组充电，协同所述整流器维持所述直流母线电压稳定。

可选地，所述电能变换系统控制器还用于：

当所述锂电池组的电量下降至第一电量百分比时，控制所述锂电池组停止放电，当所述发电机发电时，优先向所述锂电池组充电，直至所述锂电池组的电量达第二电量百分比，当所述锂电池组的电量达第二电量百分比，将所述发电机所发的电输送到所述升压变压器，当所述发电机所发电能不足时，通过锂电池储能装置补足，当所述发电机所发电能有余，则继续向锂电池储能装置充电。

可选地，所述第一电量百分比为30％。

可选地，所述第二电量百分比为70％。

可选地，所述当所述液压值达到阈值后，控制所述液压马达启动，带动所述发电机发电，包括：